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例析特长隧道斜井岩溶发育

1工程概况

阿北线（陕西境）小河至安康高速公路包家山特长隧道是西（安）至（安）

康高速公路的咽喉部位。隧道分上、下行线，隧道上行线长11.195km，下行线

长11.175km，呈NE—SW向穿越了南秦岭山脉的青山和玉皇山两道山峰。2006

年进入施工阶段，2008年年底完成施工任务。

包家山隧道3#斜井平面总长595m，起点高程875.20m，终点高程672.55m，

高差202.65m，终点段最大埋深338m，设计纵坡33.6%，在包家山隧道上行线

K157+770与主隧道连通。

3#斜井位于旬阳县麻坪镇河坝街村，2006年年初，包家山隧道3#斜井、

1#号竖井开始施工，当施工3#斜井K0+37时，洞身左侧拱顶和拱腰出现涌水，

K0+023地板出现涌水，K0+68洞身右侧拱腰管状涌水，三处总涌水量达

120m3/d，据现场观测，其涌水量受降雨影响明显。

2勘察区地质概况

勘察区处于麻坪河上游，属于汉江二级支流，在甘溪汇入旬河。主要支沟有

梯子沟、寇家沟、小寇家沟、小牛根沟、玉皇洞沟，人守沟等。该区域属南秦岭

侵蚀、溶蚀中山地貌，海拔1000～1500m之间。3号斜井、竖井勘察区在特长

隧道的中心部位，处于旬阳县麻坪河上游河谷河坝街。麻坪河流向SE，两侧山

脊呈NW展布，河谷深切，切割深度在300～400m，最大切深500m，麻坪河

谷坡由坚硬但易于溶蚀的泥盆系中统白云岩、石灰岩构成，沟谷呈V字型，山势

陡峻。

2.1地层岩性

勘查区内地层除少许第四系全新统冲洪积层（Q42al）、全新统残坡积层Q4dl）

外，主要出露地层为泥盆系中统石家沟组（D2S）地层和志留系下统梅子亚组

（S1m）。

（1）泥盆系中统石家沟组（D2S）

石家沟组（D2S）岩性为一套灰色中厚层状细晶灰岩、灰绿色粉砂质千枚岩、

深灰色钙质、泥质板岩，灰黄色钙质、泥质千枚岩。主要分布在包家山隧道中部

河坝街寇家沟沟口—玉皇山梁南侧宋家沟沟脑，地层倾向40°-67°，倾角41°-56°。

节理以倾向305°-325°，倾角50°-60°较为发育。

（2）志留系下统梅子亚组（S1m）

梅子亚组（S1m）岩性为一套千枚岩、碳质板岩，地层倾向50°-70°或

185°-235°，倾角30°-65°，梅子亚组（S1m）与泥盆系石家沟组D2S呈韧性逆断

层接触关系。

2.2地质构造

勘察区构造单元属南秦岭留坝—白河褶皱带，北部以南羊山断裂为界，南部

以石泉—安康断裂（月河断裂）为界，其间形成较大规模的向斜构造。其主要构

造线以NW-SE向延伸为主，倾向41°～50°，倾角54°～70°。在勘察区内反映为

岩层NE向倾斜的单斜构造，多断裂发育。

勘察区地质构造主要以NW向的断裂构造为主，可划分为主要断裂和一般断

裂，前者在区内多构成区内地层及岩性的分界线，对区内含水岩组分布及其水文

地质条件起控制作用，具有破碎带宽，断距大、延伸远、多期活动的特点，共3

条，分别为F43、F49、F51；后者为区域断裂的分支或共生断裂，断层破碎带

相对较小。断层分布详见图1。

（1）主要断层

F43断层：位于麻平河北侧，与基本麻坪河平行，在寇家沟、小寇家沟，小

牛根沟出露。断层产状53°∠54°，破碎带宽40m左右，断层上下盘均有分支，

分别为上盘F42和下盘F44构成断裂组。该断层活动分两期，早期为左行平移

—逆断层，晚期为逆—左行平移断层。负地形明显，断带清楚，断带断层泥，挤

压挠褶发育。构成D2S和S1m的分界线，是灰岩与千枚岩的分界线，对岩溶水

系统的分布起控制作用。

F51断层：在梯子沟、玉皇洞沟可见，构成D2S灰岩与千枚岩的分界线。断

层产状50°～60°∠61°～65°，宽度10～15m，属脆—韧性逆断层，与（详勘）

物探解译断层WF18基本吻合。地貌负地形明显，断面较清楚，平直，断面上可

见铁染和垂向擦痕。断带呈上窄下宽的楔状，断带内发育构造片岩及明显的塑性

流变纹理，沿断带风化较强，风化面上小溶洞发育。在断层上盘距断层约30m

处见一直径3～4m，深5m的溶洞，溶洞上部垂直向下，下部被坡积掩埋。